CN115244776A - 电池模块及包括其的电池组 - Google Patents

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Abstract

根据本公开的一个实施例的电池模块包括：堆叠有多个电池单体的电池单体堆；用于容纳电池单体堆的模块框架；分别形成在电池单体堆的两端处的汇流条框架；分别连接布置在两端处的汇流条框架并且由柔性扁平电缆(FFC)形成的连接部；以及形成在汇流条框架上并且耦接到连接部的连接器，其中在连接器与模块框架的上侧部之间形成有薄膜部。

Description

电池模块及包括其的电池组
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年8月14日向韩国知识产权局提交的第10-2020-0102382号韩国专利申请的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
本公开涉及一种电池模块及包括该电池模块的电池组，更具体地，涉及一种包括用于防止水分渗透的结构的电池模块及包括该电池模块的电池组。
背景技术
二次电池作为诸如移动装置和电动汽车的各种产品中的能源而备受关注。二次电池是一种能够替代使用化石燃料的现有产品的用途的强有力的能源，并且由于其不会因能源使用而产生副产物，因此作为一种环境友好型能源而受到关注。
近来，随着对包括将二次电池用作能量存储源的大容量二次电池结构的需求持续增加，对多模块结构的电池组的需求不断增长，该多模块结构是多个二次电池串联/并联连接的电池模块的组件。
同时，当多个电池单体串联/并联以构成电池组时，配置由至少一个电池单体组成的电池模块然后将其他部件加入到至少一个电池模块以构成电池组的方法是普遍的。
这种电池模块可以包括：堆叠有多个电池单体的电池单体堆；用于容纳电池单体堆的模块框架；以及用于覆盖电池单体堆的前表面和后表面并配备有汇流条的汇流条框架。
图1是示出传统的电池模块的水分流入路径的图。
参考图1，传统的电池模块包括：堆叠有多个电池单体的电池单体堆10；用于覆盖电池单体堆10的模块框架；用于覆盖电池单体堆10的前表面和后表面的汇流条框架30：用于覆盖汇流条框架30的外侧表面的绝缘盖70；以及用于覆盖绝缘盖的外侧表面的端板80。
此时，可以在汇流条框架30的外侧部分上形成与柔性扁平电缆(FFC：FlexibleFlat Cable)40耦接的连接器50。更具体地，在电池单体堆10的前表面和后表面上分别形成汇流条框架30，在每个汇流条框架30的外侧表面上形成连接器50，并且在电池单体堆10的上侧空间中形成FFC 40，使得形成在两个汇流条框架30上的连接器50可以彼此连接。
在FFC的组装工序期间，可以使用机械臂设备来使电池模块组装线自动化。在此，机械臂抓住FFC，并将其沿垂直方向朝向电池单体堆的上表面部分组装。已经沿垂直方向向下移动的FFC可以与位于电池单体堆的两端处的连接器结合。与垂直向下移动的FFC耦接的连接器的上部可以形成为开放形式。
此时，当电池模块的内部置于高温高湿环境下时，在模块框架的上部21的下侧表面上可能会形成凝结的水分，并且沿上部21的下侧表面移动的水分可能经由FFC流入连接器50的内部，或者可以直接流入连接器50的内部。
当水分流入连接器的内部时，在连接器50与FFC 40之间的连接部处可能会发生短路，当发生短路时，连接器和FFC的感测功能可能会损坏，并且在电池模块的内部可能发生引燃现象。
发明内容
技术问题
本公开的目的是提供一种包括使电池模块内部的水分安全地排放到模块外部的结构的电池模块。
本公开的目的不限于上述目的，本领域技术人员应当通过以下详细描述清楚地理解本文未描述的其他目的。
技术方案
为了实现上述目的，根据本公开的一个实施例，提供一种电池模块，包括：堆叠有多个电池单体的电池单体堆；用于容纳电池单体堆的模块框架；分别形成在电池单体堆的两端处的汇流条框架；分别连接布置在两端处的汇流条框架并且由柔性扁平电缆(FFC)形成的连接部；以及形成在汇流条框架上并且耦接到连接部的连接器，其中在连接器与模块框架的上侧部之间形成有薄膜部。
电池模块进一步包括：用于覆盖汇流条框架外侧的绝缘盖；以及用于覆盖绝缘盖的外侧的端板，其中，薄膜部可以将流入的水分引导到形成在端板与绝缘盖之间的通道。
绝缘盖可以包括在薄膜部的下侧延伸形成的延伸部。
延伸部可以形成为在放置端板的方向上向下倾斜。
延伸部的末端可以形成为向上弯曲。
模块框架的上侧部与端板之间的缝隙可以与延伸部连接。
通道可以与模块框架的外侧连接，并且被引导到通道的水分可以经由通道排放到模块框架的外侧。
薄膜部的尺寸可以形成为与模块框架的上侧部相对应。
薄膜部可以通过粘合构件分别与模块框架的上侧部的两个侧边缘部耦接，并且可以在粘合构件之间形成的空间中形成水分移动通道。
薄膜部可以由聚碳酸酯片形成。
根据本公开的另一实施例，提供一种包括上述电池模块的电池组。
有益效果
根据本公开的一个实施例的电池模块及包括该电池模块的电池组能够通过在连接器与模块框架的上侧部之间形成水分阻挡膜，将形成在上侧部的下表面上的水分经由水分阻挡膜排放到外部。
本公开的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员将从所附权利要求的描述中清楚地理解上文未描述的附加的其他效果。
附图说明
图1是示出传统的电池模块的水分流入路径的图；
图2是根据本公开的一个实施例的电池模块的分解透视图；
图3是示出图2的电池模块被组装的状态的图；
图4是示出图3的A-A’截面的剖视图；以及
图5是示出水分移动通过水分阻挡膜的方向的局部视图。
具体实施方式
应当理解，将在下面描述的示例性实施例被说明性地描述以帮助理解本公开，并且可以对本公开进行各种修改以不同于在此描述的示例性实施例来执行。然而，在本公开的描述中，当确定特定描述和图示可能不必要地混淆本公开的主题时，将省略对公知功能或构成元件的特定描述和图示。此外，为了帮助理解本公开，附图未根据实际比例图示，但构成元件的部分可能在尺寸上被放大。
如本文所使用的，诸如第一、第二等的术语可以用于描述各种部件，并且这些部件不受术语限制。这些术语仅用于将一个部件与另一个部件区分开。
此外，本文使用的术语仅用于描述具体的示例性实施例，并不旨在限制本公开的范围。单数表达包括复数表达，除非它们在上下文中具有明确相反的含义。应当理解，本文使用的术语“包括”、“包含”和“具有”旨在指定存在所述特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合，但应该理解的是，它们不排除存在或追加一个或多个其他特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合的可能性。
下面，将参照图2和图3描述根据本公开的一个实施例的电池模块。
图2是根据本公开的一个实施例的电池模块的分解透视图。图3是示出图2的电池模块被组装的状态的图。
参照图2和图3，根据本公开的一个实施例的电池模块包括：堆叠有多个电池单体的电池单体堆100；用于容纳电池单体堆100的模块框架200；以及形成在电池单体堆100的两端处的汇流条框架300。电池模块还包括：连接部400，连接部400分别连接布置在两端处的汇流条框架300并且由柔性扁平电缆(FFC)形成；以及连接器500，连接器500形成在汇流条框架300上并与连接部400耦接。在连接器500与模块框架200的上侧部210之间形成有薄膜部600。
电池单体是二次电池并且可以被配置成袋型二次电池。这样的电池单体可以由多个电池单体组成，并且多个电池单体可以堆叠在一起以便彼此电连接，从而形成电池单体堆100。多个电池单体中的每一个可以包括电极组件、电池壳体以及从电极组件突出的电极引线。
模块框架200容纳电池单体堆100。如图2所示，模块框架200可以由U形框架200和上侧部210形成。U形框架200可以包括底部和两个侧部。与图2所示的不同，模块框架200可以由上表面、下表面、左表面、右表面形成，从而其可以形成为覆盖电池单体堆100的上表面、下表面、左表面、右表面四个表面的形式。容纳在模块框架200内的电池单体堆100可以通过模块框架200被物理保护。
汇流条框架300形成为覆盖电池单体堆100的前表面和后表面，汇流条框架300位于电池单体堆100的前表面和后表面上，并且汇流条框架300可以与形成为从多个电池单体延伸的电极引线连接。更详细地，延伸穿过汇流条框架300的电极引线耦接到安装在汇流条框架300上的多个汇流条，使得电池单体可以与汇流条电连接。
端板800基于电池单体堆100分别形成在汇流条框架300的外侧，从而其可以形成为覆盖电池单体堆100和汇流条框架300。
端板800可以保护汇流条框架300、电池单体堆100以及与其连接的各种电气设备免受外部冲击，同时引导电池单体堆100与外部电源之间的电连接。可以在端板800与汇流条框架300之间插入绝缘盖700。绝缘盖700可以切断汇流条框架300与外侧之间的电连接以保证电池模块的绝缘性能。
可以在模块框架200的底表面上形成导热树脂层900。电池单体堆100位于导热树脂层900的上侧，并且从电池单体堆100产生的热量可以传递到电池模块的外部。根据本实施例，导热树脂层900可以由导热树脂形成。
根据本公开的实施例，电池模块包括连接部400，连接部400分别连接布置在两端处的汇流条框架300，并且连接部400由柔性扁平电缆(FFC)形成。连接部400可以形成为与构成电池单体堆100的多个电池单体中的任一个的纵向方向平行。
由于连接部400可以由弯曲的软电缆形成，因此用于汇流条框架之间的电连接的电路插入到电缆的内部，从而容易应对外部冲击。
连接器500形成在汇流条框架300上并且与连接部400耦接。连接器500可以感测构成电池单体堆100的多个电池单体的诸如电压和温度的信息。连接部400可以将从电池单体堆100的后表面感测到的信息传输到位于电池单体堆100的前表面部分上的连接器500。
根据本公开的实施例，在连接器500与模块框架200的上侧部210之间形成薄膜部600。薄膜部600可以将形成在模块框架200的上侧部210的下侧表面上的水分引导至形成在绝缘盖700与端板800之间的通道。薄膜部600可以包括聚碳酸酯片。
传统上，在模块框架的上侧部的下侧形成的水分流入具有敞开的上侧的连接器，并且在连接器内部可能发生由于水分引起的短路现象。因此，根据本公开的实施例，被配置为使得薄膜部600安装在连接器500与模块框架200的上侧部210之间，并且在上侧部210的下表面上形成的水分沿着薄膜部600的上侧表面移动，不会落到连接器500所放置的部分上，水分立即穿过绝缘盖700的上表面，穿过绝缘盖700与端板800之间的通道P，并落到电池模块的外部。
当通过这种水分排出结构应用FFC垂直组件的电池模块被放置在具有高温和高湿的环境条件下时，可以防止水分流入连接器500中，从而保护检查电池模块的状态的感测功能。
下面，将参照图2、图4和图5描述根据本公开的一个实施例的形成有薄膜部的电池模块。
图4是示出图3的A-A’截面的剖视图。图5是示出水分移动通过水分阻挡膜的方向的局部视图。
根据本公开的实施例，绝缘盖700可以包括在薄膜部600的下侧延伸形成的延伸部710。因此，沿着薄膜部600的上侧表面流动的水分可以落入到绝缘盖700的上表面而不会落入到连接器500所放置的部分。延伸部710可以形成为在端板800所放置的方向上倾斜。延伸部710的末端形成为向上弯曲，并且延伸部710的上侧面可以以倾斜方式形成。因此，可以防止落到绝缘盖700的上表面上的水分向延伸部710的末端的方向逆流并落到连接器500所放置的位置的现象。
已经落到绝缘盖700的上侧的水分可以沿着绝缘盖700的倾斜上侧表面向端板800所放置的方向移动。在端板800与绝缘盖700之间可以形成通道P。向端板800所放置的方向引导的水分可以通过形成在端板800与绝缘盖700之间的通道P排放到模块框架200的外部。
此外，根据本公开的实施例，可以在模块框架200的上侧部210与端板800之间形成缝隙C。缝隙C可以与绝缘盖700的上侧表面以及延伸部710的上侧表面连接。在一些情况下，水分可能从电池模块的外部流入。此时，水分可能在电池模块的上侧处流入端板800与模块框架200之间的缝隙C中。即使在这种情况下，流入的水分也被引导到绝缘盖700的上部，并且被引导的水分可以经由形成在端板800与绝缘盖700之间的通道P排放到模块框架200的外部。
薄膜部600可以形成为与模块框架的上侧部210相对应的尺寸。在这种情况下，模块框架的上侧部210的两个侧边缘部210a和210b和薄膜部600可以通过粘合构件610彼此耦接。进一步地，参照图5，可以在粘合构件610之间形成的空间中形成水分移动通道。根据本实施例，粘合构件610可以由双面胶带形成。
由薄膜形成的薄膜部600通过由双面胶带形成的粘合构件610附接到模块框架的上侧部210的下边缘部，从而能够最小化由于薄膜部600和粘合构件610占用的电池模块中的空间。
上述的电池模块可以被包含在电池组中。电池组可以具有这样的结构：根据本公开的实施例的一个或多个电池模块集合并与控制和管理电池的温度、压力等的电池管理系统(BMS)和冷却装置封装在一起。
电池组可以应用于各种装置。这样的装置可以应用于诸如电动自行车、电动汽车或混合动力车的车辆装置，但本公开不限于此，本公开可应用于能够使用电池模块的各种装置，其也落在本公开的范围内。
尽管已经参考优选实施例示出并描述了本发明，但是本公开的范围不限于此，并且本领域技术人员可以设计出的许多其他变型和实施例将落入所附权利要求中描述的本发明的原理和范围内。此外，不应脱离本公开的技术理念或观点理解这些变型实施例。
附图标记的说明
100：电池单体堆
200：模块框架
210：上侧部
210a、210b：两个侧边缘部
300：汇流条框架
400：连接部
500：连接器
600：薄膜部
610：粘合构件
700：绝缘盖
710：延伸部
800：端板
900：导热树脂层
P：通道
C：缝隙

Claims (11)

1.一种电池模块，包括：
电池单体堆，在所述电池单体堆中堆叠有多个电池单体；
模块框架，所述模块框架用于容纳所述电池单体堆；
汇流条框架，所述汇流条框架分别形成在所述电池单体堆的两端处；
连接部，所述连接部分别连接布置在两端处的所述汇流条框架，并且由柔性扁平电缆，即，FFC形成；以及
连接器，所述连接器形成在所述汇流条框架上并且耦接到所述连接部，
其中，在所述连接器与所述模块框架的上侧部之间形成有薄膜部。
2.根据权利要求1所述的电池模块，还包括：
绝缘盖，所述绝缘盖用于覆盖所述汇流条框架的外侧；以及
端板，所述端板用于覆盖所述绝缘盖的外侧，
其中，所述薄膜部将流入的水分引导到形成在所述端板与所述绝缘盖之间的通道。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其中，
所述绝缘盖包括在所述薄膜部的下侧延伸形成的延伸部。
4.根据权利要求3所述的电池模块，其中，
所述延伸部形成为在放置所述端板的方向上向下倾斜。
5.根据权利要求3所述的电池模块，其中，
所述延伸部的末端形成为向上弯曲。
6.根据权利要求3所述的电池模块，其中，
所述模块框架的所述上侧部与所述端板之间的缝隙与所述延伸部连接。
7.根据权利要求2所述的电池模块，其中，
所述通道与所述模块框架的外侧连接，并且
被引导到所述通道的水分经由所述通道排放到所述模块框架的所述外侧。
8.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述薄膜部的尺寸形成为与所述模块框架的所述上侧部相对应。
9.根据权利要求8所述的电池模块，其中，
所述薄膜部分别通过粘合构件与所述模块框架的所述上侧部的两个侧边缘部耦接，并且
在所述粘合构件之间形成的空间中形成水分移动通道。
10.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述薄膜部由聚碳酸酯片形成。
11.一种电池组，包括权利要求1所述的电池模块。
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